单细胞免疫组测序

单细胞免疫组库测序

          单细胞免疫组库测序又称单细胞V(D)J测序，以T/B淋巴细胞为研究目标，利用微流控芯片制备单细胞体系，利用PCR技术扩增T/B细胞受体（TCR/BCR)的基因转录子全序列，在进行高通量测序。分析得到TCR/BCR多样性序列，从而获得机体的免疫特征。

单细胞免疫组测序技术流程

技术参数

样本类型：新鲜人或小鼠细胞悬液、血液（全血、PBMC等）、冻存细胞悬液

送样要求：

          细胞大小：小于40μm；

          样品总量：细胞悬浮液，一个样本细胞起始量约1×10⁵个；

          质量要求：细胞活性大于80%，理想浓度700~1200个/μL(500~2000个/μl)；

应用领域

肿瘤免疫治疗：

          单细胞免疫库测序可以捕捉肿瘤发生时的免疫微环境变化，寻找免疫治疗的靶点，从而辅助免疫治疗更好地抗击肿瘤。 

免疫系统疾病研究

          解析自身免疫性疾病的发病机制，为疾病的诊疗提供依据。

移植和免疫重建

          器官或者骨髓移植时，经常会诱发宿主的排斥反应，从而发生慢性移植抗宿主病。在疫苗接种前后BCR/TCR VDJ免疫组库的分析，预防疾病发生。

辅助抗体/疫苗研究

          通过免疫组库研究，可以检测感染类疾病过程中的免疫动态变化；在抗体开发方面，可以获得特征性的BCR（Ig）序列，缩短抗体开发的流程；针对某种疾病用药后的外周血样本进行评估，确认药物是否激发免疫反应及其功效。

分析内容

标准信息分析 （需提供参考基因序列、参考基因组序列及基因注释结果）

1、测序数据统计与评估

2、比对与注释：样本基本信息结果统计、样本contig注释信息结果统计、样本consensus注释信息结果统计

3、Clonotype分型

4、特征分析、CDR3特征分析、V/J基因特征分析、V-J paired特征分析

5、多样本分析：样本间Clonotypes比较、Overlapping Clonotype聚类分析、Overlapping Clonotype差异分析

案例解析

文章：The landscape of lung bronchoalveolar immune cells in COVID-19 revealed by single-cell RNA sequencing 

杂志：Nature Medicine

影响因子：36.130

简介：

          作者对患者肺泡灌洗液（Balf）进行单细胞转录组分析及单细胞TCR分析，比较分析了重症患者和轻症患者的肺部免疫微环境。为了识别新冠感染后肺部的免疫微环境，以3例恢复期的轻症和3例重症患者BALF为研究对象，共收集到37820个细胞。

          研究发现与健康对照相比，COVID-19感染的患者存在更高比例的T和NK细胞，较低比例的上皮细胞。与轻症患者相比，重症患者含有更高的巨噬细胞比例，较低比例的T和NK细胞；在重症COVID-19患者中，肺巨噬细胞群体的平衡失调，表现为Group1 单核细胞衍生巨噬细胞（FCN1 +）、Group2和3 巨噬细胞（SPP1 +）显着增加，而Group 2 lung AM（FABP4+）几乎完全消失；与健康对照组相比，新冠患者中NK和T细胞比例明显增高。与轻症患者相比，重症患者CD8+T细胞比例较低，增殖细胞比例较高 ；轻度疾病组的总T细胞和CD8+ T细胞的扩增水平均显着高于重症患者，表明克隆扩增的CD8+ T细胞的高效的效应分子水平； 文章为CD8+ T细胞反应可能是成功控制COVID-19患者病毒的关键提出了新的证据。

研究展示：

          作者利用单细胞TCR-seq来评估患者BALF中克隆扩增的状态。检查了COVID-19轻症和重症患者之间克隆扩增的比例，发现轻度疾病组的总T细胞和CD8+ T细胞的扩增水平均显着高于重症患者（图 b和 c）；为了确认扩增的T细胞克隆的功能状态，研究团队在扩增的CD8+ T细胞与未扩增的细胞之间进行了GEX分析，发现信号和组织固有基因（包括XCL1、XCL2、ZNF683、HOPX、CXCR6和ITGAE等）的表达增加。进一步支持了那些扩增的CD8+ T细胞的效应分子功能（图 e）。

图  SARS-COV-2感染患者BALF中T细胞克隆扩增的分析